KR100476721B1 - 자동차용 내장재의 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로써, 종래의 고압사출방식은 잔열이 없이 성형된 기재에 접착제로 표피재를 접합하는 것이므로 환경오염과 작업병 유발의 위험이 많고 생산성이 떨어지며, 기재의 잔열을 이용하는 표피재 일체형 사출 성형방법은 기재의 잔열 온도가 규정온도 이하인 부분이 있으면 표피재가 잘 붙지 않거나 접착후 잘 떨어져서 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 고압사출성형방법과 표피재 일체형 사출성형방법에서 표피재를 투입하는 단계때 투입되는 표피재(20)의 포옴층(22) 표면에 고온의 열을 순간적으로 가하여 포옴층(22) 표면만을 용융시키는 가열 단계(130)를 먼저 수행한 다음 그 표피재(20)를 기재(10)에 접합하는 기존 단계(140)(140a)와, 재차 냉각 숙성시키는 단계 (150)를 차례로 수행토록 한 것으로서, 이러한 본 발명은 접착제를 전혀 사용하지 않아 환경친화적이면서도 작업이 신속하여 생산성 향상에 의한 원가절감의 효과가 있고, 또한 투입된 표피재의 포옴층 표면만을 순간 용융시킨 상태에서 접합하는 것이므로 접합상태가 매우 양호하고 균일하여 고픔질의 제품을 저렴하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차용 내장재의 성형방법{Forming method for automotive interior trim parts}

본 발명은 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 사출 성형된 기재에 사출 잔열(잔류된 사출열; 이하 '잔열'이라 칭함)의 유무에 상관없이 표피재를 신속 균일하게 접합할 수 있도록 하므로서 품질향상과 원가절감을 이룰 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 내장재로는 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등이 있으며, 이들 내장재는 차종에 따라 그 재질과 구성을 달리하고 있다. 즉, 일부 차종은 경질의 기재만으로 성형된 내장재를 사용하고, 다른 일부 차종은 경질의 기재 표면 일부에만 연질의 표피재를 부분 접착한 내장재를 사용하기도 하며, 그 외의 차종은 기재 표면 전체에 표피재를 접착한 내장재를 사용한다.

그리고, 상기한 경질 기재의 재질로는 피피(PP), PP 휄트(POLY-PROPYLENE FELT), P P 보드(POLY-PROPYLENE BOARD), 에이비에스(ABS), 우드스탁(WOOD STOCK), 레진휄트(RESIN FELT) 등을 주로 사용하고, 그 기재 표면에 접합되는 연질의 표피재는 부직포나 직물 또는 피브이시(PVC)로 된 스킨지 이면에 피이폼(P.E FOAM), 피피폼(P.P FOAM), 피유폼(P.U FOAM) 등이 부착된 것을 주로 사용하고 있다.

그리고, 상기 자동차 내장재의 기재를 사출 성형하고 표피재를 부착하는 방식으로는 저압 사출성형방식과 고압 사출성형방식이 있으며, 본원 출원인이 개발하여 특허 등록받은 방식 즉, 1차 가성형된 기재에 잔류되어 있는 사출열(이하 "잔열"이라 칭함)을 이용하여 표피재를 접착함과 동시에 기재를 완전 성형하는 표피재 일체형 사출성형방식이 있다.

즉, 저압 사출성형방식은 기재의 사출액을 주입하기 전에 표피재를 양쪽 금형 사이에 선 투입한 상태에서 사출액을 저압으로 투입하여 기재 성형과 표피재 접착이 동시에 이루어지게 하는 방식으로서, 기재 성형과 표피재 접착이 함께 되므로 작업성과 생산성이 좋다고 할 수 있지만, 이러한 저압사출용 설비는 비용이 20~30억에 달하는 고가이어서 원가상승의 요인이 많고 표피재의 손상도가 심하여 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 고압사출방식은 양쪽 금형을 맞물린 상태에서 그 사이의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재를 먼저 성형 냉각하는 공정을 행한 다음 숙성된 기재를 표피재 부착금형으로 옮겨놓고 그 위로 표피재를 투입하여 저압으로 접착하는 방식으로서, 이러한 고압사출방식은 투입된 표피재를 저압으로 눌러 붙이므로 표피재의 손상도가 적고 설비 구축에 따른 비용이 저압사출방식보다 저렴한 잇점은 있다.

하지만, 상기 고압사출방식은 기재를 먼저 생산한 다음 후공정으로 표피재를 접착하는 방식이므로 기재의 수축율(변형율)이 심하고, 기재 표면 전체에 접착본드를 스프레이한 후 표피재를 수작업에 의해 접착하는 것으로 작업성이 나빠 생산성이 상당히 떨어지므로 원가상승의 요인이 많으며, 인체에 해로운 접착본드를 스프레이할 때마다 작업장 주변의 공기가 심각하게 오염되어 직업병이 유발되는 등 환경공해가 많은 문제점이 있다.

그리고, 상기의 저압과 고압사출방식의 문제점을 감안하여 양쪽 금형의 1차 프레스압(고압)에 의해 기재를 소정형태로 1차 가성형하는 공정, 그 후 금형을 열어 사출압을 해제한 상태에서 표피재를 투입하는 공정, 그 후 다시 2차 프레스압 (저압)을 가하여 기재를 완전 성형함과 동시에 그 기재의 사출 잔열을 이용하여 표피재를 접합하는 공정의 "표피재 일체형 사출 성형방법"을 본원 출원인이 개발하여 특허등록 받은 것은 생산성이 상당히 좋고 고품질의 제품을 제공할 수 있다.

그런데, 상기와 같이 기재의 잔열을 이용하여 표피재를 접착하는 것은 기재 전체에 규정된 온도(표피재의 포옴층 표면을 녹일 수 있는 온도) 이상의 사출 잔열이 남아 있어야만 한다. 하지만, 실제로 기재의 전 면적에 잔류되어 있는 사출열은 각 부위에 따라 상이하고, 개형 초기에는 각 부위가 규정온도 이상을 유지하더라도 작업을 약간 지체하기만 하면 쉽게 규정 온도 이하로 떨어지는 부위도 있다.

따라서, 이와 같이 소정 부위의 잔열 온도가 규정 온도 이하로 떨어진 상태에서는 2차 프레스압으로 표피재를 부착하는 공정을 행할 때 표피재의 일 부위가 잘 접착되지 않는 등 불균일한 접착이 발생되거나 또는 접착되어도 얼마 못가 쉽게 떨어지게 되는 등 불량 내지는 품질저하 현상이 발생한다. 그러므로 기재의 잔열을 이용한 접착은 항시 연속 작업으로 신속하게 행하여야만 하는 부담이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기재를 먼저 성형한 후 잔열이 없는 기재에 표피재 접착을 후공정으로 행하는 "고압사출방식"에서 접착제를 사용하지 않고서도 기재와 표피재를 균일하게 접착할 수 있도록 하므로서 환경 친화적인 자동차용 내장재의 성형방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기재의 사출 잔열을 이용하는 "표피재 일체형 사출 성형방식"에서 전체 면적 중 일부 면적의 잔열 또는 전체 면적의 잔열이 규정 온도 이하로 떨어지더라도 어느 상태에서나 기재와 표피재의 접착을 신속 균일하게 행할 수 있도록 하여 고품질의 제품을 제공토록 하므로서 품질향상과 생산성 향상에 의한 원가절감을 이룰 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법을 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 자동차용 내장재의 성형방법을 바람직한 실시예별로 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

양쪽 금형의 성형면 내부에 냉각수공이 설치되어 표피재와 기재의 접합공정을 행한 후 곧바로 냉각공정을 행할 수 있도록 한 사출금형 시스템은 종래의 사출금형 시스템과 같다고 할 수 있으며, 이하에서는 이러한 사출금형 시스템에 의해 본발명의 실시과정을 실시예별로 설명하기로 한다.

제1 실시예 : (본 발명을 고압사출방식에 적용한 예)

도 2 는 고압사출방식에 의해 기재를 성형한 후 그 기재에 표피재를 접착하는 과정을 단계별로 도시한 도면으로서, 맞물린 양쪽 금형 사이의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 먼저 성형하고 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 냉각 숙성되어 사출 잔열이 없는 기재(10) 위로 스킨지(21)와 포옴층(22)으로 구성된 표피재(20)를 투입하는 단계(120)와; 양쪽 금형을 닫고 프레스압을 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재(10) 표면에 눌러 붙이는 단계(140)를 수행함은 종래와 같다고 할 수 있다.

여기서, 상기 냉각 숙성되어 사출 잔열이 없는 기재(10)는 그 성형금형에서 곧바로 표피재(20)를 투입하여 접합공정을 행하는 방식으로 할 수도 있고, 또는 성형금형에서 기재(10)를 꺼내어 별도의 표피재 접합금형으로 옮긴 후 표피재 (20)를 투입하여 접합공정을 행하기도 한다.

이때 본 발명의 특징은 상기 표피재(20)를 투입하는 단계(120) 때 상기 표피재(20)와 기재(10) 사이가 소정간격 떨어진 상태를 유지하도록 투입시키면서 그러한 표피재(20)의 포옴층(22) 표면에 고온의 열을 순간적으로 가하여 포옴층(22) 표면만을 용융시키는 가열 단계(130)를 먼저 수행하고, 그 후 양쪽 금형을 닫고 프레스압을 가하여 상기 표피재(20)를 기재(10)에 눌러 붙이는 접합 단계(140)와, 재차 냉각 숙성시키는 단계(150)를 차례로 수행토록 한 것에 있다.

이러한 본 발명은 고압사출 방식에 의해 완전히 성형되어 냉각 숙성된 기재(10)에는 사출때의 잔열이 없는 상태이라고 할 수 있는데, 이러한 기재 (10)에 표피재(20)를 접합할 때 상기와 같이 투입된 표피재(20)의 포옴층(22) 표면 전체를 순간적인 고열로 녹여 용융시킨 상태에서 프레스압으로 눌러 표피재(20)를 기재 (10)에 접착시키는 것이므로 언제든지 그 접착상태가 매우 양호한 것이다.

그리고, 상기와 같이 완전히 냉각 숙성되어 잔열이 없는 기재(10)에 표피재 (20)를 접합할 때 종래처럼 중독성이 강하여 인체에 상당히 해롭고 주변의 환경 오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않으므로 본 발명의 자동차용 내장재 성형방법은 보다 환경 친화적이어서 현대 공법으로 매우 바람직하다고 할 수 있다.

제2 실시예 : (본 발명을 표피 일체형 사출성형방식에 적용한 예)

도 3 은 "표피 일체형 사출 성형방식"에 의해 기재 성형과 표피재 접합을 동시에 행하는 과정을 단계별로 도시한 도면으로서, 맞물린 양쪽 금형 사이의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 먼저 가 성형한 후 가 냉각숙성하는 단계(110a)와; 상기 양쪽 금형을 열어 가성형된 기재(10)의 1차 프레스압을 해제하는 단계(112) 및; 그 가 성형된 기재(10) 위로 스킨지(21)와 포옴층(22)으로 구성된 표피재(20)를 투입하는 단계(120)와; 양쪽 금형을 닫고 프레스압을 가하여 그 투입 표피재(20)의 포옴층(22)을 기재(10) 표면에 눌러 붙이면서 기재(10)를 완전 성형하는 단계(140a)와; 재차 냉각숙성시키는 단계(150)를 수행함은 본원 출원인이 선 개발한 방법과 같다고 할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 표피재(20)를 투입하는 단계(120) 때 상기 표피재 (20)와 기재(10) 사이가 소정간격 떨어진 상태로 투입시키면서 그러한 표피재(20)의 포옴층(22) 표면에 고온의 열을 순간적으로 가하여 포옴층(22) 표면만을 용융시키는 가열 단계(130)를 먼저 수행하고, 그 후 양쪽 금형을 닫고 2차 프레스압을 가하여 기재(10) 표면에 표피재(20)를 접합하면서 기재(10)를 완전 성형하는 상기 단계(140a) 및 재차 냉각 숙성시키는 단계(150)를 차례로 수행토록 한 것에 있다.

이와같이 기재의 사출 잔열을 이용하여 표피재를 접착하는 "표피재 일체형 사출 성형방식"은 양쪽 금형을 열어서 가성형된 기재(10)의 1차 프레스압을 해제하는 단계(112)를 수행하면 이때 기재(10)는 1차로 예비 냉각된 상태이므로 기재(10)의 외표면 입자는 굳어있어도 그 내부는 유동성을 잃은 겔 상태를 유지하면서 상당한 사출열이 잔류되어 있다.

그리고, 상기 기재(10)에 잔류되어 있는 잔열은 그 기재(10)의 굴곡진 정도나 위치(중앙과 테두리)에 따라 서로 상이하며, 이러한 사출잔열로 표피재(20)의 포옴층(22)을 기재(10)에 융착시켜 접합하려면 일정 온도 이상의 잔열이 필요하다고 할 수 있는데, 상기 사출잔열은 시간이 갈수록 시시각각 달라지므로 작업자가 약간만 작업을 지체하여도 표피재(20)의 온도가 떨어져서 그 접합상태는 불량하게 된다.

하지만, 본 발명은 표피재(20)를 투입하는 단계(120)를 행한 후 기재(10)의 잔열 온도가 표피재(20)를 접합하기 적당한 규정 온도보다 낮은 온도로 떨어진 상태라 하더라도 언제든지 투입된 표피재(20)의 포옴층(22) 표면을 순간적인 고열로 녹여 용융시키는 단계(130)를 수행한 후 곧바로 표피재(20)를 기재(10)에 접합하면서 기재(10)의 완성 성형 단계(140a)를 행하는 것이므로 기재와 표피재의 접합작업이 매우 신속하고 양호한 것이며, 접합상태가 균일하게 행하여져 고품질의 제품을 제공할 수 있게 된다.

그리고, 상기 "고압사출성형방식"과 "표피 일체형 사출 성형방식"에서 투입되는 표피재(20)의 포옴층(22) 표면을 순간적으로 가열하는 열원으로 석유히터는 그을음이 발생되므로 고온의 깨끗한 열을 발생하는 가스히터나 전기히터 등을 사용하는 것이 바람직하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 기재를 먼저 성형한 후 표피재 접착을 후공정으로 행하는 "고압사출방식"에 적용할 경우 인체에 해롭우면서 환경오염이 심한 접착제를 전혀 사용하지 않고서도 기재와 표피재를 신속 균일하게 접착할 수 있으므로 환경 친화적임과 아울러 생산성 향상에 의한 원가절감의 효과와 고품질의 제품을 저렴하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명을 "표피재 일체형 사출 성형방식"에 적용할 경우 가 성형된 기재의 사출잔열이 규정 온도 이하로 떨어지더라도 이 역시 언제든지 기재와 표피재의 접착을 신속 균일하게 행할 수 있으므로 품질향상과 더불어 생산성을 향상시켜 원가절감을 이루고, 고품질의 제품을 저렴하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 통상의 내장재 구성요소인 기재와 표피재를 분리하여 보인 측면도

도 2 는 고압사출방식에 의해 기재를 성형한 후 그 기재에 표피재를 접착하는 과정을 단계별로 도시한 도면

도 3 은 표피 일체형 사출 성형방식에 의해 기재 성형과 표피재 접합을 동시에 행하는 과정을 단계별로 도시한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기재 20 : 표피재

21 : 스킨지 22 : 포옴층

Claims (1)

1. 맞물린 양 금형의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재를 먼저 성형하고 냉각 숙성시키는 단계(110)와; 상기 냉각 숙성된 기재(10) 위로 스킨지 (21)와 포옴층(22)으로 구성된 표피재(20)를 투입하는 단계(120)와; 양 금형을 닫고 프레스압을 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재(10) 표면에 눌러 붙이는 접합단계(140)로 이루어진 고압 사출성형방법;

   맞물린 양 금형의 성형면으로 기재 사출액을 고압으로 주입하여 기재(10)를 가성형한 후 예비 냉각하는 단계(110a)와; 양 금형을 열어 가성형 기재(10)의 1차 프레스압을 해제하는 단계(112) 및; 가 성형된 기재(10) 위로 스킨지(21)와 포옴층 (22)으로 구성된 표피재(20)를 투입하는 단계(120)와; 양 금형을 닫고 2차 프레스압을 가하여 상기 투입된 표피재(20)를 기재(10)에 눌러 붙이면서 기재(10)를 완전 성형하는 단계(140a)와; 재차 냉각숙성시키는 단계(150)로 이루어진 표피재 일체형 사출 성형방법;

   으로 자동차용 내장재를 성형함에 있어서,

   상기 표피재(20)를 투입하는 단계(120) 후에 표피재(20)의 포옴층(22) 표면에 고온의 열을 순간적으로 가하여 포옴층(22) 표면을 용융시키는 가열 단계(130)를 먼저 수행하고, 그 후 프레스압으로 표피재(20)를 기재(10)에 눌러붙여 접합하는 상기 단계(140) 또는 단계(140a)와, 재차 냉각 숙성시키는 단계(150)를 차례로 수행토록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 내장재의 성형방법.